3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式包括傳統(tǒng)的不接地或經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地,以及電阻接地等多種接地方式。要確定電網(wǎng)的接地方式,必須綜合考慮供電安全可靠性和連續(xù)性、配電網(wǎng)和線(xiàn)路結(jié)構(gòu)、過(guò)電壓保護(hù)和絕緣配合、繼電保護(hù)構(gòu)成和跳閘方式、設(shè)備安全和人身安等諸多因素。定制高壓熔斷器下面簡(jiǎn)要介紹幾種常用的接地方式及其對(duì)過(guò)電壓的影響。3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)接地方式可以簡(jiǎn)單的歸納為單相故障時(shí)不(延時(shí))跳閘和(立即)跳閘兩種類(lèi)型。單相接地不跳閘的中性點(diǎn)接地方式包括不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地和高電阻接地。過(guò)去國(guó)內(nèi)3~10kV電網(wǎng)大多采用這些接地方式,但隨著我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)電纜線(xiàn)路逐漸代替架空線(xiàn)和火力發(fā)電廠(chǎng)機(jī)組容量增大引起的電纜長(zhǎng)度大幅增加,我國(guó)的3~10kV電網(wǎng)的中性點(diǎn)采用不接地或消弧線(xiàn)圈接地方式的做法已經(jīng)不能滿(mǎn)足電力工業(yè)建設(shè)發(fā)展和城市電網(wǎng)擴(kuò)充改造的需要。實(shí)踐證明,單相接地故障不立即跳閘的接地方式,天津高壓熔斷器有利于提高供電連續(xù)性特別適合于故障幾率高、絕緣可自行恢復(fù)的以架空線(xiàn)路為主的配電網(wǎng),如農(nóng)村和中小城市供電網(wǎng)。
火力發(fā)電廠(chǎng)中對(duì)不要求自起動(dòng)的Ⅱ、Ⅲ類(lèi)電動(dòng)機(jī)和不能自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)一般設(shè)置0.5時(shí)限的低電壓保護(hù);天津高壓熔斷器對(duì)于1類(lèi)電動(dòng)機(jī),當(dāng)裝有自動(dòng)投入的備用機(jī)械時(shí),或未保證人身和設(shè)備安全,在電源電壓長(zhǎng)時(shí)間消失后須自動(dòng)切除時(shí),均應(yīng)裝設(shè)9-10s的低電壓保護(hù)。F-C回路中低電壓保護(hù)構(gòu)成方法如下:一是對(duì)真空接觸器由直流或直接由交流220V控制情況,由接于F-C柜上的綜合保護(hù)裝置通過(guò)檢測(cè)來(lái)自于母線(xiàn)TV的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn),接點(diǎn)作用于接觸器跳閘;二是對(duì)接觸器通過(guò)降壓變壓器(由一次回路直接降壓)交流控制情況,電保持型的真空接觸器本身具有低電壓保護(hù)功能,機(jī)械保持型的真空接觸器仍由接于F-C柜上的綜合保護(hù)裝置通過(guò)檢測(cè)來(lái)自于母線(xiàn)TV的電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)。定制高壓熔斷器由綜合保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)的低電壓保護(hù)設(shè)為兩段。低壓電保護(hù)一段動(dòng)作電壓為動(dòng)作時(shí)限為9s。式中Un為系統(tǒng)的額定電壓。斷相(不平衡)運(yùn)行保護(hù)。FC回路故障時(shí),由于熔斷器可能出現(xiàn)單相熔斷,為防止三相電壓不平衡的危害,F(xiàn)C回路需裝設(shè)此保護(hù)。目前F-C開(kāi)關(guān)柜所采用的熔斷器均要求配撞擊器,撞擊器可實(shí)現(xiàn)上述保護(hù)撞擊器的作用是熔斷器熔斷時(shí)立即動(dòng)作聯(lián)跳接觸器,避免設(shè)備非全相運(yùn)行。
多采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式,在這種條件下使用阻容吸收器,由于相對(duì)地電容值增大,電容電流也將隨之大幅度增大,這時(shí)需重新考慮中性點(diǎn)接地的接地方式及零序保護(hù)的配置。當(dāng)火力發(fā)電廠(chǎng)單機(jī)容量為300MW及以上時(shí),高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的單相接地電容電流較大,多采用中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的方式,相對(duì)于大得多的低電阻接地的阻性電流來(lái)說(shuō),阻容吸收器電容電流的影響就不那么大了。定制高壓熔斷器所以在高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)的中性點(diǎn)采用低電阻接地的接地方式的大容量機(jī)組中,采用阻容吸收器作為限制過(guò)電壓的措施在理論上已經(jīng)成為了一種可行的措施,但針對(duì)不同系統(tǒng),其具體參數(shù)需要進(jìn)一步的運(yùn)行測(cè)試檢驗(yàn)。制過(guò)電壓的保護(hù)措施及過(guò)電壓保護(hù)裝置的選針對(duì)中性點(diǎn)低電阻接地系統(tǒng),用于F-C回路的阻容過(guò)電壓吸收器可以采用不接地系統(tǒng)相同的電容值和電阻值,即可以取相間電容約為0.1~0.5F,相間電阻值約為100~500,相地電容約為0.2~1F,相地電阻值約為50~25002。由于天津高壓熔斷器單相接地故障時(shí)不存在相電壓升高為線(xiàn)電壓的問(wèn)題,阻容過(guò)電壓吸收器宜采用星形接線(xiàn)方式,而不再是傳統(tǒng)上適用于中性點(diǎn)非接地系統(tǒng)的“三叉戟”型式。
限制過(guò)電壓的保護(hù)措施及過(guò)電壓保護(hù)裝置的選擇,限制過(guò)電壓的保護(hù)措施。如前所述,F(xiàn)-C回路的過(guò)電壓包括真空接觸器在開(kāi)斷感性電流時(shí)產(chǎn)生的過(guò)電壓、真空接觸器觸頭分開(kāi)瞬間可能產(chǎn)生的高頻電弧重燃過(guò)電壓、高壓限流熔斷器產(chǎn)生的會(huì)危害高壓電動(dòng)機(jī)絕緣的熔斷電弧電壓。定制高壓熔斷器對(duì)這些過(guò)電壓應(yīng)采取措施限制其幅值和陡度,以免造成設(shè)備損壞在設(shè)備選擇上,熔斷器在滅弧過(guò)程中伴隨著電弧電壓而出現(xiàn)操作過(guò)電壓,此過(guò)電壓的幅值與開(kāi)斷電流和熔體結(jié)構(gòu)有關(guān),而與工作電壓關(guān)系不是很大,制造廠(chǎng)家規(guī)定此電壓不超過(guò)兩倍相對(duì)地電壓,低于電動(dòng)機(jī)和變壓器的絕緣強(qiáng)度,可以不加限制措施,但需在訂貨時(shí)向廠(chǎng)家明確此要求。如制造廠(chǎng)無(wú)法滿(mǎn)足該要求時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際操作過(guò)電壓情況在過(guò)電壓保護(hù)和絕緣設(shè)計(jì)時(shí)按相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采取限制過(guò)電壓的措施,保護(hù)設(shè)備絕緣。另外,熔斷器不宜降壓使用。F-C回路過(guò)電壓保護(hù)裝置通常布置在F-C回路柜內(nèi),天津高壓熔斷器如果過(guò)電壓保裝置不能滿(mǎn)足保護(hù)設(shè)備絕緣的需要,則需要調(diào)整過(guò)電壓保護(hù)裝置的布置位置,將過(guò)電壓保護(hù)裝置置于電動(dòng)機(jī)端以提高保護(hù)效果。
為避免阻礙新型熔斷器的未來(lái)發(fā)展,不同制造廠(chǎng)的熔斷器的特性曲線(xiàn)會(huì)存在差異。定制高壓熔斷器目前FC回路設(shè)備的制造廠(chǎng)和設(shè)備規(guī)格較多,不同型號(hào)設(shè)備之間的特性有一定差異,根據(jù)對(duì)各主要制造廠(chǎng)熔斷器特性曲線(xiàn)的比較,以系統(tǒng)電壓為6kV為例,可初步確定功率不超過(guò)1250kW的高壓電動(dòng)機(jī)和容量不大于1600kVA的低壓廠(chǎng)用變壓器可以選用FC回路供電,并根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進(jìn)行核算和調(diào)整。這個(gè)容量上限是按采用熱穩(wěn)定電流為4kA、4s的真空接觸器得出的并推薦同樣適用于真空接觸器熱穩(wěn)定電流為 6kA、4s 時(shí),這主要是基于DL/T 5153《火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》中對(duì) 2000kW 及以上電動(dòng)機(jī)和2000kVA 及以上變壓器有建議裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)的相關(guān)規(guī)定。F-C 回路由于熔斷器動(dòng)作的不可操縱性而不能使用在要求設(shè)置差動(dòng)保護(hù)的回路上,當(dāng)采用熱穩(wěn)定電流為6kA、4s 的真空接觸器時(shí)雖然可以選擇額定電流更大的熔斷器并相應(yīng)提高供電負(fù)荷容量,但對(duì)于變壓器來(lái)說(shuō),1600kVA 以上即為2000kVA 等級(jí),天津高壓熔斷器容量已沒(méi)有提升的余地;而對(duì)于電動(dòng)機(jī),根據(jù)目前火力發(fā)電廠(chǎng)的輔機(jī)情況,容量介于 1250~2000kW 之間的電動(dòng)機(jī)數(shù)量很少,提升電動(dòng)機(jī)回路容量上限的經(jīng)濟(jì)意義不大。
3kV、10kV 電壓等級(jí)的高壓熔斷器在電流特性上與 6kV 等級(jí)的差別不大,當(dāng)高壓廠(chǎng)用電系統(tǒng)額定電壓為3kV或10kV時(shí),天津高壓熔斷器采用F-C回路供電的電動(dòng)機(jī)和變壓器的最大容量可暫按其額定電流與6kV系統(tǒng)初步確定的1250kW 電動(dòng)機(jī)和 1600kVA 低壓廠(chǎng)用變壓器的額定電流相等原則來(lái)初步確定,再根據(jù)工程中采用的具體設(shè)備規(guī)范進(jìn)行核算和調(diào)整。電流相等原則是指可采用 F-C 回路供電的 3、10kV 最大負(fù)荷的額定電流與可采用F-C 回路供電的6kV最大負(fù)荷的額定電流相等,例如6kV系統(tǒng)可采用F-C回路供電的最大電動(dòng)機(jī)容量為1250kW,其額定電流為150.4A,則3kV系統(tǒng)可采用F-C 回路供電且額定電流為150.4A 的電動(dòng)機(jī)容量為 625kW,10kV 系統(tǒng)為2083kW。定制高壓熔斷器由于F-C回路無(wú)法實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)功能,當(dāng)工程中對(duì) 2000kW 或 2000kVA 及以上設(shè)備裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)時(shí),10kV 系統(tǒng)的供電負(fù)荷容量上限均小于2000kW或2000kVA。另外,目前大部分制造廠(chǎng)生產(chǎn)的10kV等級(jí)高壓熔斷器電流較小.其能供電的負(fù)荷無(wú)法達(dá)到表4-2中給出的容量,實(shí)際設(shè)計(jì)中建議予以考慮。高壓熔斷器與真空接觸器的保護(hù)配合,F(xiàn) -C回路中的培斷器作為保護(hù)電器,可在大的故障電流下通過(guò)斷開(kāi)回路提供保護(hù)。
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